TW202232933A - 測試圖卡、相機製造裝置、相機的製造方法以及焦點檢測程序 - Google Patents
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Abstract
一種測試圖卡,其調整具有光學系統和拍攝元件的相機,該測試圖卡具備至少一個斜面,斜面具有至少一個邊界線,該邊界線形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀地延伸,斜面配置成,相對於光學系統的光軸傾斜,並且在相機進行拍攝時,邊界線與拍攝元件的像素排列方向不平行。
Description
本發明關於測試圖卡、相機製造裝置、相機的製造方法以及焦點檢測程序。
本申請案請求以2020年10月5日申請的日本專利申請“特願2020-168262”為基礎的優先權,並引入上述日本專利申請中記載的全部記載內容。
已知有透過使用具有規定圖案的圖卡(chart)來調整光學系統與拍攝元件之間的位置從而製造相機的裝置(例如,專利文獻1)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2000-165623號公報
根據本發明的一個態樣,提供一種測試圖卡,其調整具有光學系統和拍攝元件的相機,
所述測試圖卡具備至少一個斜面,
所述斜面具有至少一個邊界線,所述邊界線形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀地延伸,
所述斜面配置為,相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且在所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行。
本發明的另一個態樣,提供一種測試圖卡,其對相機進行調整,
所述測試圖卡具有:
設置在規定高度的頂點;以及
夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的多個斜面,
所述多個斜面分別具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案。
根據本發明的又一個態樣,提供一種測試圖卡,其對相機進行調整,
所述測試圖卡具備外側塊,其配置在遠離所述相機的視場的中央的位置,
所述外側塊具有:在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點;以及夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的多個斜面,
所述測試圖卡配置為,當所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心。
根據本發明的又一個態樣,提供一種相機製造裝置,具有:
圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡;
相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分;
影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及
相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置,
所述圖卡支承部構成為:
支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,並且
以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,支承所述測試圖卡,
所述影像解析部根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
根據本發明的又一個態樣,提供一種相機製造裝置,具有:
圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡;
相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分;
影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及
相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置,
所述圖卡支承部構成為:支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具有設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,所述斜面具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案,
所述影像解析部根據所述多個圖案的檢測結果的相關性來檢測所述焦點位置。
根據本發明的又一個態樣,提供一種相機製造裝置,具有:
圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡;
相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分;
影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及
相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置,
所述圖卡支承部構成為:
支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備配置在遠離所述相機的視場的中央的位置的外側塊,所述外側塊具有在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,並且,
以所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心的方式支承所述測試圖卡,
所述影像解析部根據所述外側塊的檢測結果來檢測所述焦點位置。
根據本發明的又一個態樣,提供一種相機的製造方法,包括:
準備規定的測試圖卡的步驟;
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟;
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及
根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟,
在準備所述測試圖卡的步驟中,
準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,
以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,配置所述測試圖卡,
在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
根據本發明的又一個態樣,提供一種相機的製造方法,包括:
準備規定的測試圖卡的步驟;
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟;
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及
根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟,
在準備所述測試圖卡的步驟中,準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具有設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,所述斜面具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案,
在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述多個圖案的檢測結果的相關性來檢測所述焦點位置。
根據本發明的又一個態樣,提供一種相機的製造方法,包括:
準備規定的測試圖卡的步驟;
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟;
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及
根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟,
在準備所述測試圖卡的步驟中,
準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備配置在遠離所述相機的視場的中央的位置上的外側塊,所述外側塊具有在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,
以所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心的方式配置所述測試圖卡,
在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述外側塊的檢測結果來檢測所述焦點位置。
根據本發明的又一個態樣,提供一種焦點檢測程序,所述焦點記錄程序使計算機執行以下流程:
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,取得規定的測試圖卡的影像的流程;以及
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的流程,
在取得所述影像的流程中,
使用作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,
在以以下方式配置所述測試圖卡的狀態下,取得所述測試圖卡的所述影像,即:以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,配置所述測試圖卡,
在對所述影像進行解析的流程中,根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
[本發明要解決的問題]
本發明的目的在於提供一種能夠高精度地調整光學系統與拍攝元件的相對位置的技術。
[本公開的效果]
根據本公開,能夠高精度地調整光學系統與拍攝元件的相對位置。
[本公開的實施方式的說明]
<發明人得到的見解>
首先,對發明人得到的見解進行說明。
本發明人為了高精度地調整相機,研究了具有三維結構的圖卡作為測試圖卡。然而,發現根據測試圖卡的結構等的不同,焦點位置的檢測精度有可能降低。
在此,使用圖22A、圖22B以及圖23對比較例的測試圖卡90進行說明。
作為用於調整相機的圖卡,例如可以考慮圖22A所示那樣的比較例的測試圖卡90。比較例的測試圖卡90例如具有三稜柱結構,具有相對於相機的光軸傾斜配置的1個斜面914。斜面914例如作為圖案916而具有形成白與黑的邊界之邊界線。透過取得具備這種三稜柱結構的比較例的測試圖卡90的影像,能夠基於影像內的圖案916的檢測結果,容易地檢測出光軸方向的相機的焦點位置。
然而,在比較例的測試圖卡90中,由於僅設置了1個斜面914,所以作為焦點位置而得到的資料僅是基於沿著該斜面914延伸的邊界線而得到的1個資料。因此,焦點位置的檢測精度有可能降低。例如,難以高精度地檢測相機的光軸的傾斜。
另外,在比較例中,例如,如圖22B所示,以在相機進行拍攝時邊界線與像素排列方向平行的方式配置測試圖卡90。
然而,在比較例中,例如如圖23所示,在與邊界線相交的規定的評價區域中檢測到作為指標值的亮度的變化時,以像素間距(每個單位pixel)繪製作為各像素的指標值的亮度。另外,在影像內指標值的變化在邊界線的延伸方向上是均等的,所以示出規定的指標值的多個點會被重疊繪製。因此,難以檢測比像素間距小的範圍內的指標值的變化。即,指標值的變化的檢測精度降低。其結果是,有可能降低焦點位置的檢測精度。
如上所述,在比較例中,由於焦點位置的檢測精度降低,所以有可能無法高精度地調整相機中的光學系統與拍攝元件之間的相對位置。
以下的本發明是基於發明人等發現的上述新課題的內容。
[本公開的實施方式的詳細情況]
接著,以下參考圖式說明本公開的一個實施方式。另外,本公開不限於這些例示,而是透過申請專利範圍來示出,旨在包括與申請專利範圍均等的意義和範圍內的所有變更。
<本發明的第一實施方式>
(1)測試圖卡
使用圖1~圖2B說明本實施方式所關於的測試圖卡10。另外,在圖1中,支承板190被示出為比實際小,在圖2A中省略了支承板190。
另外,以下,以測試圖卡10配置在相機製造裝置1內時的相機20為基準,有時將光學系統220的光軸方向稱為“Z方向”(設從測試圖卡10朝向相機20為+),將與光學系統220的光軸正交的、拍攝元件240的像素排列方向中的一個方向稱為“X方向”,將與光學系統220的光軸正交的、拍攝元件240的像素排列方向中的與X方向正交的另一個方向稱為“Y方向”。另外,有時將以Z方向為軸的旋轉方向稱為“θ
Z方向”,將以X方向為軸的旋轉方向稱為“θ
X方向”,將以Y方向為軸的旋轉方向稱為“θ
Y方向”。
如圖1和圖2A所示,本實施方式的測試圖卡10例如具備三維結構(立體結構)。測試圖卡10例如在斜面140上具有用於調整相機20中的光學系統220與拍攝元件240之間的位置的圖案160。
具體而言,本實施方式的測試圖卡10例如具有支承板190和三維塊(3D塊)110。
支承板190例如構成為板狀構件,並且構成為支承3D塊110。支承板190例如為了使來自外部的光、例如房間的照明光不進入而由塗黑的鋁合金製成。俯視圖中的支承板190的形狀例如是四邊形(長方形)。
支承板190構成為在後述的相機製造裝置1中被支承(固定)在圖卡支承部310上。支承板190例如可以具有供在圖卡支承部310的規定位置上固定的被固定部(未圖示)。作為被固定部,例如可以舉出供螺栓插通的貫通孔等。
3D塊110例如設置在支承板190上,具有三維結構。本實施方式的3D塊110例如構成為錐體。作為3D塊110所構成的錐體,例如可以舉出多稜錐(三稜錐、四稜錐等)或圓錐等。在本實施方式中,3D塊110例如構成為四稜錐(正四稜錐)。
在本實施方式中,3D塊110例如設置有1個。3D塊110例如設置在支承板190的中央。
本實施方式的3D塊110例如具有底面(未圖示)、頂點120和斜面140。
3D塊110的底面例如與支承板190的上表面接觸,相對於支承板190被固定。在本實施方式中,底面的形狀例如是具有4個正交的底邊的正方形。
頂點120例如設置在距支承板190規定高度的位置。
具體而言,例如按照以下的順序設定頂點120的高度。根據成品相機模組的規格確定目標焦點位置。此時,也可以透過更換後述的中繼透鏡320來調整目標焦點位置。例如,即使在組裝成在前幾m處對焦的相機20的情況下,只要選擇將前幾m處的焦點位置變換為200mm左右的中繼透鏡320,就不需要製作大到超過幾m的相機製造裝置1。這裡所說的200mm左右的距離是容易製作相機製造裝置1的大小。接著,將其目標焦點位置設為3D塊110的中央、即頂點120的高度的一半。接著,以能夠測定組裝前的相機20的焦點位置的方式設定頂點120的高度。在此,組裝前的相機20的焦點位置可能會因相機支承部340和相機調整機構360的運動誤差而產生偏差。因此,如果這些機構的精度高,則可以降低頂點120的高度。相反,如果增加頂點120的高度,則可以降低上述機構的精度。
在本實施方式中,頂點120例如在俯視時位於3D塊110(支承板190)的中央。
斜面140例如連接底邊和頂點120,相對於底面的法線方向傾斜地設置。例如,測試圖卡10由後述的圖卡支承部310支承,以使該斜面140相對於待調整的相機20的光學系統220的光軸傾斜。
在本實施方式中,斜面140例如設置有4個。4個斜面140例如夾著頂點120向相反的傾斜方向傾斜。在本實施方式中,4個斜面140各自的形狀例如為等腰三角形。
斜面140例如具有圖案160。這裡所說的“圖案160”是指相機20能夠拍攝的圖樣或花樣等。
在本實施方式中,例如,多個斜面140的每一個具有圖案160。多個圖案160例如從頂點120側起沿著各不相同的傾斜方向連續地延伸。透過使圖案160沿著斜面140連續,能夠在連續的圖案160上高精度地檢測相機20的焦點位置(後述的暫定焦點位置)。另外,透過使多個圖案160沿不同的傾斜方向延伸,能夠根據多個圖案160的檢測結果的相關性來檢測相機20的最佳焦點位置。
在本實施方式中,多個圖案160例如設置成:在相機20的光學系統220的光軸方向上從頂點120的上方(正上方)觀察時(在實際空間中目視時,即在設計上)以頂點120為中心成為點對稱。由此,根據相對於頂點12點對稱的各圖案160的檢測結果,能夠均衡地檢測相機20的焦點位置。
另外,在由相機20拍攝到的影像內,多個圖案160不一定是點對稱的。例如,可以考慮調整前的相機20的光學系統220的朝向不是朝向正面的影響,或者光學系統220的畸變像差的影響等。
在本實施方式中,斜面140例如作為圖案160而具有至少一個邊界線162。邊界線162例如形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界。另外,邊界線162例如沿著該斜面140的傾斜方向直線狀地延伸。
在本實施方式中,各斜面140例如具有多條邊界線162。具體而言,斜面140例如具有在黑色的基體面上開設的狹縫(線狀開口)。即,狹縫的兩邊構成邊界線162a、162b。
另外,如圖2A所示,狹縫例如對每個斜面140各設置1個。合計4個狹縫配置成俯視時為十字狀,分別延長4個狹縫而得的4個假想直線在頂點120處相交。由此,如上所述,在實際空間中目視時,以頂點120為中心成為點對稱。
另外,如圖1所示,對於邊界線162上的規定點(例如,後述的暫定焦點位置),Z是支承板190上的Z(高度)方向的坐標,L是俯視(影像)時自邊界線162的下端沿著邊界線162的方向的距離。
(影像內的配置)
在此,使用圖2B說明待調整的相機20拍攝到的影像中的邊界線162的配置。
如圖2B所示,在本實施方式中,以相機20拍攝時邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行的方式配置測試圖卡10。換言之,以相機20拍攝時邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向相交的方式配置測試圖卡10。由此,能夠以比像素間距更細的間距檢測像素的指標值的變化。
進一步地,在本實施方式中,以相機20拍攝時邊界線162相對於拍攝元件240的像素排列方向呈直線狀傾斜的方式配置測試圖卡10。
邊界線162相對於像素排列方向的傾斜角度α例如大於0.02rad。由此,能夠對50列的像素的資料進行插補,評價與1個像素相當的指標值。但是,實際上,如果增加後述的評價區域ER的列數,則存在影像橫向的分辨率、即焦點位置的Z方向的分辨率變差的傾向。即,存在插補精度越提高,影像橫向的分辨率越惡化的傾向。因此,實際上將評價區域ER的列數設為10列以上30列以下。
另一方面,邊界線162相對於像素排列方向的傾斜角度α例如為約0.79rad(45°)以下。由此,能夠高精度地掌握比1個像素更細的指標值的變化。
這裡,在相機20進行拍攝時,考慮會受到光學系統220的畸變像差的影響。
然而,在本實施方式中,測試圖卡10被配置為,在相機20進行拍攝時,邊界線162相對於拍攝元件240的像素排列方向的偏移大於僅由光學系統220的畸變像差引起的偏移。即,相機20進行拍攝時邊界線162相對於像素排列方向的偏移例如具有光學系統220的畸變像差引起的成分和相對於拍攝元件240的像素排列方向呈直線狀傾斜的成分(也稱為直線傾斜成分)。
另外,在相機20進行拍攝時,由於成像倍率的不同,靠近相機20一側的狹縫的寬度比底邊一側的狹縫的寬度寬。因此,在一個狹縫中,一方的邊界線162a和另一方的邊界線162b相互不平行。然而,即使在考慮了由上述成像倍率的不同導致的影響的基礎上,也較佳在影像CI內,邊界線162a、162b分別與像素排列方向相交。
作為可以獲得這種在影像CI內的配置的實際空間中的測試圖卡10的配置,例如,3D塊110的4個底邊分別與支承板190的4個邊(對應於拍攝元件240的正交的像素排列方向)中的某一個平行。與此相對,各斜面140中的邊界線162在俯視時相對於4個底邊中的某一個的延伸方向以規定的角度α傾斜。
(2)相機製造裝置
接著,使用圖1~圖5說明本實施方式所關於的相機製造裝置1。
如圖3所示,本實施方式的相機製造裝置1例如構成為,根據測試圖卡10的檢測結果,調整相機20中的光學系統220與拍攝元件240之間的相對位置。具體而言,相機製造裝置1例如具有圖卡支承部310、中繼透鏡320、相機支承部340、相機調整機構360、相機固定部380和控制部400。
(相機)
在此,使用圖4說明由相機製造裝置1調整的相機20。如圖4所示,相機20例如具有光學系統220、自動對焦機構(未圖示)、拍攝元件240、電路基板260和連接器280。
光學系統220例如具有包含至少一個透鏡的透鏡組(未圖示)和透鏡鏡筒(未圖示)。透鏡鏡筒將透鏡組一體地支承。
自動對焦機構例如構成為能夠使支承透鏡組的透鏡鏡筒沿光軸移動。作為自動對焦機構,例如可以舉出音圈電機等致動器等。
拍攝元件240例如構成為固體影像傳感器。作為拍攝元件240,例如可以舉出CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等。
拍攝元件240例如配置在與光學系統220的光軸正交且經由光學系統220成像的位置。該拍攝元件240與光學系統220之間的相對位置透過相機製造裝置1進行調整。
電路基板260例如構成為搭載拍攝元件240,驅動拍攝元件240和自動對焦機構。在電路基板260上的拍攝元件240的周邊塗敷有用於固定光學系統220的黏接劑262。作為黏接劑262,例如可以舉出紫外線固化樹脂。
連接器280構成為能夠與搭載有相機20的移動電話等連接。另外,在相機製造裝置1中,也經由連接器280連接相機20。
(圖卡支承部)
圖卡支承部310例如構成為支承測試圖卡10。
本實施方式的測試圖卡支承部310例如構成為,以斜面140相對於光學系統220的光軸傾斜、並且在相機20拍攝時邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行的方式支承測試圖卡10。
具體而言,在圖卡支承部310上,例如以測試圖卡10的支承板190與光學系統220的光軸正交且支承板190的中央與光學系統220的光軸一致的方式配置測試圖卡10。此外,在圖卡支承部310上,例如以3D塊110的各斜面140上的邊界線162相對於拍攝元件240的像素排列方向以規定的角度α傾斜的方式配置測試圖卡10。
在該狀態下,在測試圖卡10的作為被固定部的貫通孔中插入螺栓,螺栓與測試圖卡支承部310的螺紋孔螺合。以這種方式,測試圖卡10被固定到圖卡支承部310。
另外,圖卡支承部310例如也可以構成為能夠在光軸方向上對測試圖卡10進行位置調節。具體而言,例如也可以是,能夠透過進給絲槓使測試圖卡10在光軸方向上移動±50mm左右。
圖卡支承部310例如具有圖卡光源312。圖卡光源312例如夠成為配置在測試圖卡10的背面側,從3D塊110的內側照射光,使光從斜面140的狹縫透過。
另外,相機製造裝置1的側面較佳被不透明的亞克力板或幕布覆蓋而遮光。
(中繼透鏡)
中繼透鏡320例如構成為將測試圖卡10的像成像於拍攝元件240的位置。中繼透鏡320例如構成為凸透鏡。透過這樣的構成,能夠縮短相機製造裝置1內的物像間距離。例如,在調整以焦距為10m設計的相機20的情況下,能夠將物像間距離縮短為200mm。中繼透鏡320被配置成,使得中繼透鏡320的光軸與測試圖卡10的中央法線與相機20的光學系統220的光軸重疊。
(相機支承部)
相機支承部340例如構成為在能夠拍攝測試圖卡10的位置支承具有光學系統220和拍攝元件240的相機20的至少一部分。在本實施方式中,相機支承部340例如構成為支承拍攝元件240、電路基板260以及連接器280。
相機20的連接器280與相機支承部340連接。由此,在相機製造裝置1中,能夠透過拍攝元件240對測試圖卡10進行拍攝。
(相機調整機構)
相機調整機構360例如構成為根據相機20的焦點位置來調整光學系統220與拍攝元件240的相對位置。
具體而言,相機調整機構360例如構成為能夠在Z方向、X方向、Y方向、θ
Z方向、θ
X方向以及θ
Y方向上調整光學系統220。進一步地,相機調整機構360例如也可以構成為能夠在X方向和Y方向上調整支承拍攝元件240的相機支承部340。
(相機固定部)
相機固定部380例如構成為固定光學系統220和拍攝元件240。具體而言,相機固定部380例如構成為作為射出紫外線的光源。例如,透過使來自相機固定部380的紫外線朝向電路基板260上的黏接劑262照射而使黏接劑262固化,能夠將光學系統220與拍攝元件240固定。
(控制部)
控制部400例如構成為,控制相機製造裝置1的各部,根據相機20拍攝到的測試圖卡10的影像,調整相機20。
具體而言,如圖5所示,控制部400構成為計算機,例如具有CPU(Central Processing Unit)410、RAM(Random Access Memory)420、儲存裝置430、I/O埠440、輸入部450、顯示部460。RAM 420、儲存裝置430以及I/O埠440構成為能夠與CPU 410進行資料交換。
I/O埠440例如與圖卡光源312、相機支承部340、相機調整機構360以及相機固定部380連接。另外,I/O埠440經由相機支承部340與相機20的拍攝元件240連接。
儲存裝置430例如構成為儲存與相機20的焦點檢測有關的程序、控制相機調整機構360的程序、測試圖卡10的影像等。儲存裝置430例如是HDD(Hard disk drive)或SSD(Solid State Drive)等。
RAM 420構成為臨時保存由CPU 410從儲存裝置430讀出的程序、信息等。
CPU 410構成為,透過執行儲存在儲存裝置430中的規定的程序,作為影像解析部、相機調整控制部發揮功能。
影像解析部例如構成為對拍攝測試圖卡10而得的影像進行解析,檢測出相機20的焦點位置。
相機調整控制部例如構成為,控制相機調整機構360,以根據相機20的焦點位置調整光學系統220與拍攝元件240的相對位置。
關於基於上述各部的相機製造方法,將在後面描述詳細情況。
用於實現上述各部的規定程序例如在控制部400所構成的計算機中安裝並使用。程序例如可以在其安裝之前儲存在計算機可讀的儲存介質中而提供。或者,程序例如也可以透過與控制部400連接的通信線路(光纖等)提供給該計算機。
顯示部460例如構成為顯示測試圖卡10的影像、後述的相對於校正像素數的指標值的曲線圖、對各評價區域中的插補曲線進行頻率解析而得的曲線圖、示出相對於邊界線的位置的峰值空間頻率的曲線圖等。顯示部460例如是液晶顯示器、有機EL(OLED)顯示器等。
輸入部450例如構成為能夠將使用者進行規定的操作的信息輸入到控制部400。輸入部450例如是滑鼠、鍵盤等。
另外,顯示部460和輸入部450也可以構成為由觸控面板等兼作兩者。
(3)相機的製造方法
接著,使用圖1、圖4~圖11說明本實施方式的相機的製造方法。
如圖6所示,本實施方式的相機的製造方法例如包括準備步驟S100、拍攝步驟S200、影像解析步驟S300、焦點誤差計算步驟S400、焦點位置判定步驟S520、相機位置調整步驟S540、相機固定步驟S600。準備步驟S100之後的各步驟由控制部400處理或控制。
(S100:準備步驟)
首先,準備本實施方式的測試圖卡10。
此時,例如,透過圖卡支承部310支承測試圖卡10,使得斜面140相對於光學系統220的光軸傾斜,並且當相機20進行拍攝時,邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行。在配置了測試圖卡10之後,啟動圖卡光源312,將光照射到測試圖卡10上。
另外,將待調整的相機20配置在相機製造裝置1中。
此時,例如,透過相機支承部340將相機20的至少一部分支承在能夠拍攝測試圖卡10的位置。在由相機支承部340支承相機20時,將相機20的連接器280與相機支承部340連接。另外,以能夠調整光學系統220與拍攝元件240的相對位置的方式,將光學系統220和拍攝元件240的至少一部分配置於相機調整機構360。
(S200:拍攝步驟)
接著,如圖7所示,使用上述相機20對測試圖卡10進行拍攝,由此取得測試圖卡10的影像CI。
此時,例如,透過上述測試圖卡10的配置,在影像CI內,測試圖卡10的邊界線162與像素排列方向不平行。
(S300:影像解析步驟)
接著,對透過拍攝測試圖卡10而得的影像CI進行解析,檢測出相機20的焦點位置。
在本實施方式中,例如,在透過拍攝測試圖卡10而得的影像CI中,根據邊界線162的檢測結果來檢測相機20的焦點位置。
具體而言,影像解析步驟S300例如包括評價區域選擇步驟S310、指標值取得步驟S320、插補步驟S330、頻率解析步驟S340、全部評價區域結束判定步驟S350、暫定焦點位置檢測步驟S360、以及全部邊界線結束判定步驟S370。
(S310:評價區域選擇步驟)
如圖8A所示,在測試圖卡10的影像CI內,選擇與邊界線162相交的包含多個像素的評價區域ER。
此時,如圖8A所示,例如選擇沿邊界線162的延伸方向而位置不同的多個評價區域ER。具體而言,例如從作為本實施方式的測試圖卡10中的圖案160的4個狹縫中選擇一個狹縫。接著,沿著構成作為該圖案160的狹縫的一邊的邊界線162a,選擇多個評價區域ER。另外,例如,沿著邊界線162a以規定的相等間隔選擇多個評價區域ER。
另外,此時,如圖8B所示,作為評價區域ER,例如選擇與邊界線162相交的多個像素列。另外,例如將評價區域ER的形狀設為具有與正交的兩個像素排列方向分別平行的兩邊的長方形。另外,如上所述,根據影像橫向的分辨率設定評價區域ER的列數,例如設為10列以上30列以下。
(S320:指標值取得步驟)
接著,在評價區域ER內的各像素中,取得像素的顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個指標值(像素值)。
另外,在圖8B的評價區域ER內的各像素中,求出從透過評價區域ER的角部並與邊界線162平行的基準線起算的校正像素數d’。由於邊界線162相對於像素排列方向以角度α傾斜,所以校正像素數d’透過下式(1)求出。
d’ = d + ntan α ・ ・ ・(1)
其中,d是自評價區域ER的一端起在評價區域ER內沿與邊界線162相交的像素排列方向(評價區域ER的長邊方向、圖縱向)的像素數(像素行數)(單位pixel)。n是評價區域ER的像素列數。
根據這些結果,如圖9所示,對於評價區域ER內的各像素,取得像素的指標值相對於校正像素數d’的對應關係。另外,圖9的縱軸例如是作為指標值的亮度(輝度)。
此時,例如,如果將橫軸設為沿像素排列方向的像素數d,則各像素的指標值就以像素間距(每個單位pixel)被繪製。因此,有可能產生與上述比較例相同的問題。
與此相對,在本實施方式中,透過將橫軸設為自透過評價區域ER的角部且與邊界線162平行的基準線起算的校正像素數d’,能夠針對評價區域ER的每一列得到校正像素數d’偏移了tan α後的指標值。透過使tanα≤1、即α≤ 0.79rad(45°),能夠以比像素間距短的間距繪製各像素的指標值。即,能夠假想地縮短採樣間距。其結果是,能夠在與邊界線162相交的方向上高精度地掌握比1個像素更細的指標值的變化。
(S330:插補步驟)
接著,如圖9所示,透過對作為評價區域ER內的校正像素數d’與像素的指標值的對應關係的離散資料進行插補,取得插補曲線(插補函數)IC。
作為具體的插補方法,沒有特別限定,例如可以舉出直線插補法或樣條插補法等。
(S340:頻率解析步驟)
接著,對在插補步驟S330中得到的示出亮度的變化的插補曲線IC進行頻率解析(傅立葉變換)。由此,如圖10的一條曲線所示,取得相對於空間頻率的頻率回應(SFR:Spatial Frequency Response)的曲線。另外,以下也將相對於空間頻率的頻率回應的曲線稱為“頻率回應曲線”。
如上所述,在沿著邊界線162的延伸方向而位置不同的多個評價區域ER中,進行包含評價區域選擇步驟S310、指標值取得步驟S320、插補步驟S330以及頻率解析步驟S340的一系列步驟。
(S350:全部評價區域結束判定步驟)
接著,判定對於在一個邊界線162中選擇的全部的評價區域ER而言,從評價區域選擇步驟S310至頻率解析步驟S340為止的步驟是否結束。
在對於全部的評價區域ER而言,從評價區域選擇步驟S310至頻率解析步驟S340為止的步驟未結束的情況下(S350中“否”),對剩餘的評價區域ER進行這些步驟。
(S360:暫定焦點位置檢測步驟)
在對於全部的評價區域ER而言,從評價區域選擇步驟S310至頻率解析步驟S340為止的步驟結束的情況下(S350中“是”),如圖10所示,在全部的評價區域ER中分別得到頻率回應曲線。
此時,在本實施方式中,例如在多個評價區域ER中,將指標值相對於校正像素數d’的變化最陡的評價區域ER內的位置檢測為暫定焦點位置。這裡所說的“暫定焦點位置”是指根據一個邊界線162中的多個評價區域ER的檢測結果而檢測出的暫定焦點的候選位置。
具體而言,如圖10所示,在各評價區域ER中,求出具有規定的基準(Criteria)以上的頻率回應的空間頻率的最大值作為“最佳空間頻率(Best Frequency)”。
接著,如圖11所示,取得最佳空間頻率相對於沿著邊界線162的方向的各評價區域ER的中心位置(L)的對應關係。取得該對應關係後,透過規定的近似函數對對應關係進行擬合。
得到近似函數後,在近似函數中求出最高的空間頻率作為峰值空間頻率。此時,在得到峰值空間頻率的位置,相當於指標值的變化最陡的情況。因此,將得到該峰值空間頻率的位置確定為邊界線162中的暫定焦點位置。
確定暫定焦點位置後,在影像CI中,根據自邊界線162的下端起在沿邊界線162的方向上到暫定焦點位置為止的距離L,求出實際空間中的暫定焦點位置的坐標(三維坐標)B
mn1(X,Y,Z)。另外,測試圖卡10的支承板190的中心點的坐標設為(0,0,0)。
(S370:全部邊界線結束判定步驟)
接著,在規定的邊界線162中求出暫定焦點位置後,判定對於測試圖卡10所具有的全部邊界線162而言,從評價區域選擇步驟S310至暫定焦點位置檢測步驟S360為止的步驟是否結束。
在對於全部的邊界線162而言,從評價區域選擇步驟S310至暫定焦點位置檢測步驟S360為止的步驟未結束的情況下(S370中“否”),對剩餘的邊界線162進行這些步驟。
(S400:焦點誤差計算步驟)
在對於全部的邊界線162而言,從評價區域選擇步驟S310至暫定焦點位置檢測步驟S360為止的步驟結束的情況下(S370中“是”),如圖2A所示,在全部的邊界線162分別得到暫定焦點位置(坐標B
111~B
142)。
此時,在本實施方式中,例如根據多條邊界線162的檢測結果的相關性來檢測相機20的最佳焦點位置。
具體而言,首先,根據1個狹縫中的邊界線162a、162b中的暫定焦點位置的坐標,求出平均焦點位置的坐標。平均焦點位置的坐標B
mn例如透過下式(2)求出。
B
mn=(B
mn1+ B
mn2)/2 ・ ・ ・(2)
其中,m是標識3D塊110的自然數,n是標識斜面140的自然數。B
mn1是一個狹縫中的一方的邊界線162a的暫定焦點位置的坐標,B
mn2是一個狹縫中的另一方的邊界線162b的暫定焦點位置的坐標。
接著,在求出多個狹縫各自的平均焦點位置的坐標B
mn後,根據平均焦點位置的坐標B
mn,求出相機20的最佳焦點位置的坐標B
m。最佳焦點位置的坐標B
m例如透過下式(3)求出。
B
m=(B
m1+ B
m2+ B
m3+ B
m4)/4 ・ ・ ・(3)
另外,也可以在上述暫定焦點位置的坐標B
mn1、B
mn以及平均焦點位置的坐標B
mn中檢測到異常坐標的情況下,至少對檢測到異常坐標的邊界線162等重新進行影像解析步驟S300。
如上所述,求出相機20的最佳焦點位置的坐標B
m後,按照以下流程,求出相機20的焦點面的傾斜角度θ
X、θ
Y和焦點面的中心位置的坐標(C
x,C
y,C
z)。
具體而言,例如,根據全部的邊界線162中的暫定焦點位置的坐標B
ijk,透過下式(4)求出焦點面的方程式。
z = ax + by + c ・ ・ ・(4)
其中,i是標識3D塊110的自然數(在本實施方式中為1),j是標識斜面140的自然數,k是標識同一斜面140上的邊界線162的自然數。a、b和c是常數。
在本實施方式中,由於得到超過3點的暫定焦點位置的坐標B
ijk,所以例如透過最小二乘法,將常數a、b和c最佳化。該計算方法有時被稱為曲線擬合。
另外,也可以根據上述求出的一對邊界線162a、162b中的平均焦點位置的坐標B
ij或各3D塊110中的最佳焦點位置的坐標B
i,將常數a、b和c最佳化。
接著,求出焦點面的中心位置的坐標中的C
x、C
y。具體而言,首先,求出將狹縫的中心線延長而得的交點。若存在n根狹縫,則能夠計算出n×(n-1)個交點。透過對這些交點進行平均,求出最佳交點。其結果是,根據最佳交點的坐標而求出C
x、C
y。
接著,根據焦點面的中心位置的坐標C
x、C
y,透過式(4)求出C
z。
另外,根據上述式(4)中的常數,根據下式求出傾斜角度θ
X、θ
Y。
θ
X= -b
θ
Y= -a
這樣求出相機20的焦點面的傾斜角度θ
X、θ
Y和焦點面的中心位置的坐標(C
x、C
y、C
z)後,計算各個值與目標值的誤差。另外,目標值例如為0。以下也將這樣求出的誤差稱為“焦點誤差”。焦點誤差相當於相機20的光學系統220的位置和姿態的誤差。
(S520:焦點位置判定步驟)
求出焦點誤差後,判定相機20的焦點位置是否良好。
具體而言,例如判定上述焦點誤差是否在預先設定的容許值以下。
(S540:相機位置調整步驟)
在相機20的焦點位置非良好的情況(即,焦點誤差大於容許值的情況,S520中的“否”)下,基於該相機20的焦點位置,透過相機調整機構360調整光學系統220與拍攝元件240的相對位置。
具體而言,例如在Z方向、X方向、Y方向、θ
Z方向、θ
X方向以及θ
Y方向上調整光學系統220,以使上述焦點誤差變為0(零)。
在相機20的調整後,再次進行拍攝步驟S200以後的步驟。
(S600:相機固定步驟)
另一方面,在相機20的焦點位置良好的情況(即,焦點誤差為預先設定的容許值以下的情況,S520中的“是”)下,透過相機固定部380將光學系統220與拍攝元件240固定。
具體而言,例如,將來自相機固定部380的紫外線朝向電路基板260上的黏接劑262照射,使黏接劑262固化。由此,將光學系統220與拍攝元件240固定。
如上所述,結束本實施方式的相機製造步驟。
(4)本實施方式所關於的效果
根據本實施方式,起到以下所示的一個或多個效果。
(a)在本實施方式中,以斜面140相對於光學系統220的光軸傾斜、且相機20進行拍攝時邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行的方式配置測試圖卡10。例如,在測試圖卡10的影像CI內,選擇與邊界線162相交的評價區域ER,對於評價區域ER內的各像素,取得指標值相對於自透過評價區域ER的角部且與邊界線162平行的基準線起算的校正像素數d’的對應關係。由此,能夠對於評價區域ER的每一列,得到校正像素數d’偏移了tan α後的指標值。透過使tanα≤1、即α≤ 0.79rad(45°),能夠以比像素間距短的間距繪製各像素的指標值。即,能夠假想地縮短採樣間距。其結果是,能夠在與邊界線162相交的方向上,高精度地掌握比1個像素更細的指標值的變化。
這樣一來,透過高精度地掌握與邊界線162相交的方向的指標值的變化,能夠高精度地檢測邊界線162上的焦點位置(上述的暫定焦點位置)。其結果是,能夠高精度地調整相機20中的光學系統220與拍攝元件240之間的相對位置。
(b)在本實施方式中,測試圖卡10被配置為,在相機20進行拍攝時,邊界線162相對於拍攝元件240的像素排列方向的偏移大於僅由光學系統220的畸變像差引起的偏移。由此,即使邊界線162相對於拍攝元件240的像素排列方向呈直線狀傾斜的偏移成分(直線傾斜成分)中的一部分抵消了光學系統220的畸變像差引起的成分,也能夠充分地確保直線傾斜成分的其他部分(剩餘部分)。即,能夠充分確保邊界線162相對於像素排列方向的傾斜角度α。
(c)在本實施方式中,測試圖卡10的斜面140具有多條邊界線162。由此,能夠根據位於同一斜面140內的接近的多個部位的暫定焦點位置來檢測平均焦點位置。其結果是,能夠提高同一斜面140內的焦點位置精度。
(d)在本實施方式中,測試圖卡10的斜面140夾著頂點120向相反的傾斜方向傾斜。斜面140中的多個圖案160從頂點120側起沿著各不相同的傾斜方向連續地延伸。透過使圖案160沿著斜面140連續,能夠在連續的圖案160上高精度地檢測相機20的暫定焦點位置。另外,透過使多個圖案160沿不同的傾斜方向延伸,能夠根據多個圖案160的檢測結果的相關性來檢測出相機20的最佳焦點位置。其結果是,能夠提高相機20的調整精度。
(e)在本實施方式中,測試圖卡10具有4個以上的斜面140。基於該4個斜面140各自上的圖案160的檢測結果之間的相關性來檢測最佳焦點位置。
這裡,如果存在3個測定資料,則可以計算出最佳焦點位置的三維坐標。然而,有可能3個測定資料中的至少某一個具有測量誤差。作為測定誤差的原因,例如可以考慮由附著在相機的拍攝元件上的異物引起的畫質劣化、光學系統的製造誤差等各種原因。在產生了這樣的測定誤差的情況下,最佳焦點位置的精度有可能降低。
與此相對,在本實施方式中,透過根據4個斜面140各自上的圖案160的檢測結果的相關性檢測最佳焦點位置,能夠增加測定資料數量,確保重複性。由此,即使4個斜面140各自中的測定資料中的某一個產生了測定誤差,也能夠抑制最佳焦點位置的檢測精度的降低。
(f)在本實施方式中,在沿著邊界線162的延伸方向而位置不同的多個評價區域ER中進行影像解析步驟。然後,在多個評價區域ER中,將指標值相對於校正像素數d’的變化最陡的評價區域ER內的位置檢測為暫定焦點位置。
這裡,作為另一比較例,例如可以考慮在光學系統的光軸方向上以規定的間隔配置多個平面圖卡,根據各個位置處的平面圖卡的檢測結果,檢測相機的焦點位置的方法。但是,在該方法中,由於得到的資料數量受平面圖卡數量限制,所以焦點位置的檢測精度有可能降低。另外,為了將多個平面圖卡配置成相互不干涉,難以增加平面圖卡數量。另外,必須將多個平面圖卡彼此平行地配置,裝置的結構變得複雜。由於該理由,也難以增加平面圖卡數量。進一步地,由於必須改變平面圖卡的位置而多次拍攝平面圖卡,所以相機的製造步驟複雜化,製造時間可能變長。
與此相對,在本實施方式中,透過在拍攝具有三維結構的測試圖卡10而得的影像CI內選擇多個評價區域ER,能夠將各個評價區域ER的位置設為沿著邊界線162的任意的位置。另外,能夠以比使用上述平面圖卡的情況下的實際空間中的間隔窄的間隔選擇評價區域ER彼此的間隔。另外,能夠將評價區域ER的數量設為任意的數量,比使用上述的平面圖卡的情況下的數量更容易增加。另外,能夠將評價區域ER的尺寸設為任意的尺寸,並且能夠容易地使評價區域ER彼此的尺寸均等。其結果是,能夠提高邊界線162上的暫定焦點位置的檢測精度。
另外,在本實施方式中,僅透過對測試圖卡10進行一次拍攝,就能夠選擇多個評價區域ER。由此,能夠簡化相機20的製造步驟,縮短製造時間。
(5)本發明的第一實施方式的變形例
在上述實施方式中,說明了測試圖卡10的斜面140具有多條邊界線162的情況,但根據需要,可以如以下所示的變形例那樣進行變更。
以下,僅對與上述實施方式不同的要素進行說明,對與在上述實施方式中說明的要素實質上相同的要素標注相同的符號並省略其說明。另外,對於以下的第二實施方式及第三實施方式等,也與本變形例同樣地省略說明。
使用圖12A和12B對本實施方式的變形例所關於的測試圖卡10進行說明。在圖12A和12B中,省略了支承板190。
在本變形例的測試圖卡10中,例如4個斜面140各自具有一個邊界線162。具體而言,各個斜面140例如具有非透光性區域和透光性區域作為圖案160。邊界線162例如形成非透光性區域與透光性區域的邊界。
(效果)
根據本變形例,如上所述,測試圖卡10的斜面140可以僅具有一個邊界線162。由此,可以簡化測試圖卡10的圖案160。透過簡化圖案160,能夠容易地製造測試圖卡10。其結果是,能夠降低測試圖卡10的成本。
<本發明的第二實施方式>
接著,對本發明的第二實施方式進行說明。
(1)測試圖卡
使用圖13和圖14對本實施方式所關於的測試圖卡10進行說明。
如圖13和圖14所示,本實施方式的測試圖卡10例如具有支承板190和多個3D塊110。
多個3D塊110例如具有中央塊110a和4個外側塊110b。
中央塊110a例如與第一實施方式的3D塊110同樣地構成為正四稜錐。中央塊110a例如配置於相機20的視場的中央、即支承板190的中央。
外側塊110b例如配置在遠離相機20的視場的中央的位置、即遠離支承板190的中央的位置。在本實施方式中,4個外側塊110b分別配置在支承板190的4個角部附近。
在本實施方式中,外側塊110b例如構成為四稜錐,但具有自正四稜錐變形而成的形狀。
具體而言,如圖13所示,外側塊110b的頂點120設置在偏向支承板190的中央側的位置。
另一方面,如圖14所示,測試圖卡10被配置為,在相機20進行拍攝時,頂點120位於該外側塊110b的中心。即,測試圖卡10被配置為,即使在相機20的光學系統220中產生畸變像差,也由於在實際空間中外側塊110b的頂點120被設置在偏向支承板190的中央側的位置,從而頂點120位於該外側塊110b的中心。
另外,對於本實施方式的外側塊110b,也以相機20進行拍攝時邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行的方式配置測試圖卡10。
(2)相機的製造方法
接著,說明本實施方式的相機的製造方法。
(S100:準備步驟)
在本實施方式的準備流程S100中,例如,如上所述,透過圖卡支承部310支承測試圖卡10,使得當相機20進行拍攝時,外側塊110b的頂點120位於外側塊110b的中心。
(S310~S370:影像解析步驟)
在本實施方式的影像解析步驟S300中,例如,在中央塊110a以及4個外側塊110b各自的全部的邊界線162中,檢測出暫定焦點位置(坐標B
111~B
542)。
(S400:焦點誤差計算步驟)
在本實施方式的焦點誤差計算步驟S400中,例如根據中央塊110a以及4個外側塊110b各自的全部的邊界線162的檢測結果的相關性,檢測出相機20的焦點面。
具體而言,例如,根據全部的邊界線162中的暫定焦點位置的坐標B
ijk,透過上述式(4)求出焦點面的方程式。
在本實施方式中,由於得到超過3點的暫定焦點位置的坐標B
ijk,所以例如透過最小二乘法,將常數a、b和c最佳化。
另外,也可以根據在上述第1實施方式中求出的一對邊界線162a、162b中的平均焦點位置的坐標B
ij、或者各3D塊110中的最佳焦點位置的坐標B
i,將常數a、b以及c最佳化。
(S540:相機位置調整步驟)
在本實施方式的相機位置調整步驟S540中,根據相機20的焦點面的方程式,透過相機調整機構360調整光學系統220與拍攝元件240的相對位置。
其後的步驟與上述第一實施方式相同。
(3)本實施方式的效果
根據本實施方式,測試圖卡10被配置為,即使相機20的光學系統220中產生了畸變像差,也由於在實際空間中外側塊110b的頂點120被設置在偏向支承板190的中央側的位置,從而在測試圖卡10的影像CI內,頂點120位於該外側塊110b的中心。由此,即使外側塊110b配置在遠離相機20的視場中央的位置,在測試圖卡10的影像CI內的外側塊110b中,也能夠以頂點120為中心均衡地配置多個圖案160。例如,在測試圖卡10的影像CI內的各斜面140中,能夠使作為圖案160的邊界線162的長度均等。由此,即使在遠離測試圖卡10的影像CI的中央的位置,也能夠使多個圖案160中的暫定焦點位置的檢測精度相等。即,能夠在整個視場中均衡地檢測暫定焦點位置。其結果是,能夠提高焦點面的檢測精度。
(4)本發明的第二實施方式的變形例
在上述實施方式中,說明了各3D塊110的斜面140具有多條邊界線162的情況,但根據需要,也可以如以下所示的變形例那樣進行變更。
使用圖15和圖16,對本實施方式的變形例所關於的測試圖卡10進行說明。
在本變形例的測試圖卡10中,例如,各3D塊110中的4個斜面140各自具有一個邊界線162。作為本變形例的圖案160的邊界線162的方式例如與上述第一實施方式的變形例的方式相同。
(效果)
根據本變形例,測試圖卡10的斜面140僅具有一個邊界線162,從而能夠簡化測試圖卡10的圖案160。由此,即使外側塊110b因頂點120的偏移及邊界線162的配置而具有複雜的形狀,也能夠容易地製造外側塊110b。其結果是,能夠降低具有外側塊110b的測試圖卡10的成本。
<本發明的第三實施方式>
接著,對本發明的第三實施方式進行說明。
(1)測試圖卡
使用圖17和18說明本實施方式所關於的測試圖卡10。
如圖17和圖18所示,本實施方式的測試圖卡10例如具有支承板190、多個3D塊110和多個二維塊(2D塊)170。
多個3D塊110例如具有中央塊110a和4個外側塊110b。本實施方式的中央塊110a及4個外側塊110b的各自的配置及形狀與上述第二實施方式的配置及形狀相同。
另外,如圖18所示,中央塊110a例如也可以具有中心標記122。中心標記122例如構成為相機可識別的標記。中心標記122例如配置在與相機20的光軸重疊的位置。即,中心標記122例如設置在與支承板190的中央法線重疊的頂點120上。由此,例如能夠根據中心標記122的檢測結果,容易地檢測出X方向和Y方向的中心。
多個2D塊170各自具有例如二維圖案(2D圖案)180。2D圖案180例如設置成與相機20的光軸正交。
2D圖案180例如設置在2D塊170所具有的平坦的上表面上。2D圖案180距支承板190的高度例如低於3D塊110的頂點120的高度。具體而言,2D圖案180的高度例如為3D塊110的頂點120的高度的1/2倍。
此外,2D塊170作為2D圖案180例如具有至少一個邊界線182。邊界線182例如形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界。另外,邊界線182例如從該2D塊170的中央(中心軸)側朝向外側直線狀延伸。
另外,2D塊170作為2D圖案180例如具有4個狹縫,4個狹縫的兩邊構成一對邊界線182。
另外,作為2D圖案180的4個狹縫例如設置成在從2D塊170的上方觀察時(在實際空間目視時)以該2D塊170的中央為中心成為點對稱。
在本實施方式中,測試圖卡10被配置為,在相機20進行拍攝時,2D圖案180的邊界線182與拍攝元件240的像素排列方向不平行。由此,根據與3D塊110中的邊界線162的原理相同的原理,能夠高精度地掌握與邊界線182相交的方向的指標值的變化。
2D塊170例如設置有4個。4個2D塊170例如以中央塊110a為中心對稱地配置。另外,2D塊170例如設置在一對外側塊110b之間的中央。透過這樣的配置,能夠根據2D塊170的檢測結果(的相關性),容易地檢測出X方向和Y方向的中心。
(2)相機的製造方法
接著,說明本實施方式的相機的製造方法。本實施方式的相機的製造方法例如在準備步驟S100與評價區域選擇步驟S310之間具有相機原點調整步驟S150這一點與上述第1實施方式及第2實施方式不同。
(S150:相機原點調整步驟)
在暫定地拍攝測試圖卡10而得的影像CI中,解析2D塊170的部分,透過相機20的光學調整機構將光學系統220的位置調整為原點位置。這裡所說的“原點位置”是指例如光軸方向的光學系統220的可動區域的中心。
具體而言,根據2D塊170中的2D圖案180的檢測結果,檢測相機20的初始焦點位置。接著,根據相機20的初始焦點位置,透過相機20的光學調整機構將光學系統220的位置調整為原點位置。
另外,還可以根據中央塊110a的中心標記122的檢測結果,將光學系統220的位置調整為原點位置。
(S540:相機位置調整步驟)
在本實施方式的相機位置調整步驟S540中,可以在上述實施方式中進行的調整之外,還根據2D塊170或中央塊110a的中心標記122的檢測結果,以使調整後的焦點位置與X方向及Y方向的中心重疊的方式調整光學系統220。
(3)本實施方式的效果
根據本實施方式,2D塊170具有與相機20的光軸正交的2D圖案180。由此,能夠根據2D塊170的2D圖案180的檢測結果,透過相機20的光學調整機構將光學系統220的位置調整為原點位置。
在此,如上述第一實施方式和第二實施方式那樣,在測試圖卡10僅具有3D塊110的情況下,難以根據3D塊110的圖案160的檢測結果,將光學系統220的位置調整為原點位置。如果在光學系統220的位置沒有配置在光軸上的原點位置的狀態下,對光學系統220與拍攝元件240的相對位置進行固定,則在製造後的相機20中,光軸方向的光學系統220的可動區域可能會偏移。
與此相對,在本實施方式中,透過根據2D塊170的2D圖案180的檢測結果將光學系統220的位置調整為原點位置,能夠在該光學系統220的位置配置在光軸上的原點位置的狀態下,將光學系統220與拍攝元件240的相對位置最佳化而將它們固定。由此,在製造後的相機20中,能夠抑制光軸方向的光學系統220的可動區域偏移。
<本發明的第四實施方式>
接著,對本發明的第四實施方式進行說明。
(1)測試圖卡
使用圖19對本實施方式所關於的測試圖卡10進行說明。
如圖19所示,本實施方式的測試圖卡10例如具有支承板190和3D塊110。
在本實施方式中,3D塊110例如具有多條稜線130和多個斜面140。
多條稜線130例如設置在距支承板190規定高度的位置。另外,稜線130也可以認為是由上述實施方式的頂點120的集合形成的。較佳地,多條稜線130各自距支承板190的高度彼此相等。
斜面140例如以夾著多條稜線130中的每一條朝向相反的傾斜方向傾斜的方式設置有多個。
在本實施方式中,各個斜面140例如作為圖案160而具有多個狹縫。多個狹縫各自具有一對邊界線162(162a、162b)。例如,在多個狹縫中,從邊界線162的上端到下端的高低差(Z分量的長度)彼此相等。
另外,在本實施方式中,與上述實施方式同樣,測試圖卡10被配置為,在相機20進行拍攝時,各斜面140中的多條邊界線162相對於拍攝元件240的像素排列方向不平行。
另外,在本實施方式中,多條稜線130例如以相機20的光學系統220的光軸(即支承板190的中央)為中心配置成放射狀。即,在本實施方式中,3D塊110例如具有多個三稜柱在支承板190的中央結合而成的形狀。
另外,在本實施方式中,較佳地,多條稜線130例如相對於相機20的光學系統220的光軸為軸對稱。
(2)本實施方式的效果
(a)在本實施方式中,3D塊110具有構成三稜柱的多個斜面140。對於一個斜面140設置有多個狹縫。
在此,在如上述實施方式那樣的金字塔狀的3D塊110中,為了增加測定點數量,考慮在減小金字塔狀的3D塊110的同時增加3D塊110的數量。然而,若3D塊110變小,則測量精度可能降低。另外,增加3D塊110的數量可能導致製造成本增加。另一方面,作為另一種方法,可以考慮增加金字塔狀3D塊110的一個斜面140上的狹縫。然而,在這種情況下,自頂點120起相對於支承板190的沿面方向,斜面140的高度逐漸降低。因此,難以在一個斜面140上加工大量的狹縫。
與此相對,在本實施方式中,透過對構成三稜柱的一個斜面140設置多個狹縫,能夠在寬度寬的斜面140上容易地增加狹縫數量。另外,即使增加了狹縫數量,也能夠容易地加工狹縫。另外,還能夠抑制製造成本的增大。
透過這樣增加狹縫數量,能夠設定大量的評價區域ER,在大量的點測定SFR。其結果是,能夠提高焦點的測定精度。
(b)在本實施方式中,多條稜線130以相機20的光學系統220的光軸為中心配置成放射狀。由此,能夠在空間上使狹縫的分佈均勻。透過使狹縫的分佈均勻,能夠在相機20的整個視場內均勻地測定SFR。
(3)本發明的第四實施方式的變形例
[變形例4-1]
使用圖20,對本實施方式的變形例4-1所關於的測試圖卡10進行說明。
變形例4-1的測試圖卡10例如具有支承板190、3D塊110和多個2D塊170。3D塊110具有在第四實施方式中描述的構成。本變形例的2D塊170與第三實施方式的2D塊170相同。
(效果)
根據變形例4-1,能夠得到第三和第四實施方式兩者的效果。
[變形例4-2]
使用圖21,對本實施方式的變形例4-2所關於的測試圖卡10進行說明。
在變形例4-2的測試圖卡10中,2D塊170與變形例4-1的測試圖卡10的不同。變形例4-2的2D塊170中的2D圖案180構成為點184。另外,點184例如是點狀的開口。
根據變形例4-2,透過將2D塊170中的2D圖案180設為點184,能夠將2D圖案180設為簡單的構成,能夠容易地進行加工。另外,利用點184,能夠明確且容易地檢測出2D圖案180的中心。
<本發明的其他實施方式>
以上,具體說明了本發明的實施方式,但本發明不限於上述實施方式,在不脫離其主旨的範圍內可進行各種變更。以下,“上述實施方式”是指第一實施方式、第二實施方式及第三實施方式以及它們的變形例。
在上述第一實施方式中,說明了滿足以下的(a)和(b)的情況,在上述第二實施方式和第三實施方式中,說明了滿足(a)、(b)和(c)的情況,但不限於這些情況。只要滿足(a)、(b)和(c)中的至少某一個,就能夠高精度地調整光學系統220與拍攝元件240的相對位置。但是,(a)、(b)和(c)中被滿足的構成越多,越能夠提高相機20的調整位置精度。
(a)測試圖卡10配置為,斜面140相對於光學系統220的光軸傾斜,並且當相機20進行拍攝時,邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行。
(b)測試圖卡10的斜面140具有從頂點120側起沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案160。
(c)外側塊110b的頂點120設置在偏向相機20的視場的中央側的位置。另外,測試圖卡10配置為,在相機20進行拍攝時,外側塊110b的頂點120位於該外側塊110b的中心。
在上述實施方式中,說明了3D塊110具有多個斜面140的情況,但不限於該情況。只要以當相機20進行拍攝時邊界線162與拍攝元件240的像素排列方向不平行的方式配置測試圖卡10即可,3D塊110也可以僅具有一個斜面140。由此,能夠根據該一個斜面140上的邊界線162的檢測結果來檢測焦點位置。但是,如上述實施方式那樣,在3D塊110具有多個斜面140時,更能提高焦點位置的檢測精度,因此較佳。
在上述實施方式中,說明了在相機20進行拍攝時,由於成像倍率的不同,一個狹縫中的一方的邊界線162a與另一方的邊界線162b不平行的情況,但不限於該情況。例如,也可以以相機20進行拍攝時,一個狹縫中的一方的邊界線162a與另一方的邊界線162b平行的方式配置測試圖卡10。即,也可以預先考慮成像倍率的不同,而使靠近相機20一側的狹縫的寬度比底邊側的狹縫的寬度窄。由此,能夠在影像CI內使邊界線162a、162b相對於像素排列方向以相同角度傾斜。其結果是,能夠使邊界線162a、162b中指標值的變化的檢測精度相等。
在上述實施方式中,說明了3D塊110的4個底邊分別與支承板190的4邊中的某一個平行,而斜面140各自中的邊界線162在俯視時相對於4個底邊中的某一個的延伸方向以規定的角度α傾斜的情況,但不限於該情況。
例如,也可以是,相對於3D塊110的4條稜線各自與支承板190的4邊中的某一條平行的情況(即,相對於3D塊110配置成俯視時為菱形的情況),斜面140各自中的邊界線162在俯視時相對於4條稜線中的某一條的延伸方向以規定的角度α傾斜。
或者,例如,測試圖卡10也可以具有斜面140各自中的邊界線162在俯視時與4個底邊中的某一個的延伸方向平行的3D塊110,該3D塊110以底面的法線方向為軸以角度α旋轉後的狀態設置在支承板190上。
在上述實施方式中,說明了透過螺栓的緊固而將測試圖卡10固定在圖卡支承部310上的情況,但不限於該情況。將測試圖卡10固定在圖卡支承部310上的方法也可以是螺栓緊固以外的方法。
在上述實施方式中,說明了根據對指標值相對於校正像素數d’的插補曲線IC進行頻率解析時的峰值空間頻率,檢測出指標值的變化最陡的暫定焦點位置的情況,但也可以將得到指標值相對於校正像素數d’的斜率的最大值的位置檢測為暫定焦點位置。
在上述第四實施方式的變形例4-2中,對2D圖案180為點184的情況進行了說明,但也可以將第三實施方式的2D圖案180設為點184。
<本發明的較佳方式>
以下,附記本發明的較佳方式。
(附記1)
一種測試圖卡,其調整具有光學系統和拍攝元件的相機,
所述測試圖卡具備至少一個斜面,
所述斜面具有至少一個邊界線,所述邊界線形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀地延伸,
所述斜面配置成,相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且在所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行。
(附記2)
根據附記1所述的測試圖卡,其中,
所述測試圖卡配置為,在所述相機進行拍攝時,所述邊界線相對於所述拍攝元件的像素排列方向的偏移大於僅由所述光學系統的畸變像差引起的偏移。
(附記3)
根據附記1或2所述的測試圖卡,其中,
所述相機進行拍攝時的所述邊界線相對於所述像素排列方向的偏移具有所述光學系統的畸變像差引起的成分和相對於所述拍攝元件的像素排列方向直線狀地傾斜的成分。
(附記4)
根據附記1~3中任一項所述的測試圖卡,其中,
所述斜面具有多條邊界線。
(附記5)
根據附記1~4中任一項所述的測試圖卡,其中,
具備設置在規定高度的頂點,
所述斜面夾著所述頂點朝向相反的傾斜方向傾斜。
(附記6)
根據附記1~5中任一項所述的測試圖卡,其中,
具備設置在規定高度的多條稜線,
所述斜面以夾著所述多條稜線中的每一條朝向相反的傾斜方向傾斜的方式設置有多個,
所述多條稜線以所述光學系統的光軸為中心配置成放射狀。
(附記7)
一種測試圖卡,其對相機進行調整,所述測試圖卡具有:
設置在規定高度的頂點;以及
夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的多個斜面,
所述多個斜面分別具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案。
(附記8)
根據附記7所述的測試圖卡,其中,
所述多個圖案設置成從所述頂點的上方觀察時以所述頂點為中心成為點對稱。
(附記9)
根據附記7或8所述的測試圖卡,其中,
所述測試圖卡具備外側塊,其配置在遠離所述相機的視場的中央的位置,具有所述頂點和所述斜面,
所述外側塊的所述頂點設置在偏向所述中央側的位置,
所述測試圖卡配置為,當所述相機進行拍攝時,所述頂點位於該外側塊的中心。
(附記10)
一種測試圖卡,其對相機進行調整,
所述測試圖卡具備外側塊,其配置在遠離所述相機的視場的中央的位置,
所述外側塊具有:在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點;以及夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的多個斜面,
所述測試圖卡配置為,當所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心。
(附記11)
根據附記1~10中任一項所述的測試圖卡,其中,所述測試圖卡具備:
三維塊,其具有所述斜面;以及
二維塊,其具有與所述相機的光軸正交地配置的二維圖案。
(附記12)
根據附記1~11中任一項所述的測試圖卡,其中,
具有中心標記,其配置在與所述相機的光軸重疊的位置,且所述相機能夠識別所述中心標記。
(附記13)
一種相機製造裝置,具有:
圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡;
相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分;
影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及
相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置,
所述圖卡支承部構成為:
支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,並且
以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,支承所述測試圖卡,
所述影像解析部根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
(附記14)
一種相機製造裝置,具有:
圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡;
相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分;
影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及
相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置,
所述圖卡支承部構成為:支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具有設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,所述斜面具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案,
所述影像解析部根據所述多個圖案的檢測結果的相關性來檢測所述焦點位置。
(附記15)
一種相機製造裝置,具有:
圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡;
相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分;
影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及
相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置,
所述圖卡支承部構成為:
支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備配置在遠離所述相機的視場的中央的位置的外側塊,所述外側塊具有在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,並且,
以所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心的方式支承所述測試圖卡,
所述影像解析部根據所述外側塊的檢測結果來檢測所述焦點位置。
(附記16)
一種相機的製造方法,包括:
準備規定的測試圖卡的步驟;
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟;
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及
根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟,
在準備所述測試圖卡的步驟中,
支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,
以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,配置所述測試圖卡,
在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
(附記17)
根據附記16所述的相機的製造方法,其中,
對所述影像進行解析的步驟包括:
在沿著所述邊界線的延伸方向而位置不同的多個評價區域中進行包含以下步驟的一系列步驟的步驟,即:
在所述測試圖卡的影像內選擇與所述邊界線相交的包含多個像素的評價區域的步驟;以及
在所述評價區域內的各像素中,取得所述像素的顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的指標值相對於校正像素數的對應關係的步驟,其中,所述校正像素數是從透過所述評價區域的角部並與所述邊界線平行的基準線起算的校正像素數,
在所述多個評價區域中,將所述指標值相對於所述校正像素數的變化最陡的評價區域內的位置檢測為所述焦點位置的步驟。
(附記18)
一種相機的製造方法,包括:
準備規定的測試圖卡的步驟;
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟;
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及
根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟,
在準備所述測試圖卡的步驟中,準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具有設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,所述斜面具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案,
在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述多個圖案的檢測結果的相關性來檢測所述焦點位置。
(附記19)
一種相機的製造方法,包括:
準備規定的測試圖卡的步驟;
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟;
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及
根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟,
在準備所述測試圖卡的步驟中,
準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備配置在遠離所述相機的視場的中央的位置上的外側塊,所述外側塊具有在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,
以所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心的方式配置所述測試圖卡,
在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述外側塊的檢測結果來檢測所述焦點位置。
(附記20)
一種焦點檢測程序以及記錄有焦點記錄程序的計算機可讀記錄介質,所述焦點記錄程序使計算機執行以下流程:
使用具有光學系統和拍攝元件的相機,取得規定的測試圖卡的影像的流程;以及
對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的流程,
在取得所述影像的流程中,
使用作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,
在以以下方式配置所述測試圖卡的狀態下,取得所述測試圖卡的所述影像,即:以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,配置所述測試圖卡,
在對所述影像進行解析的流程中,根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
(附記21)
根據附記20所述的焦點檢測程序以及記錄有焦點記錄程序的計算機可讀記錄介質,其中,
在對所述影像進行解析的流程中,使計算機執行以下流程:
在沿著所述邊界線的延伸方向而位置不同的多個評價區域中進行包含以下流程的一系列流程的流程,即:
在所述測試圖卡的影像內選擇與所述邊界線相交的包含多個像素的評價區域的流程;以及
在所述評價區域內的各像素中,取得所述像素的顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的指標值相對於校正像素數的對應關係的流程,其中,所述校正像素數是從透過所述評價區域的角部並與所述邊界線平行的基準線起算的校正像素數,
在所述多個評價區域中,將所述指標值相對於所述校正像素數的變化最陡的評價區域內的位置檢測為所述焦點位置的流程。
1:相機製造裝置
10:測試圖卡
20:相機
90:測試圖卡
110:3D塊
110a:中央塊
110b:外側塊
120:頂點
122:中心標記
130:稜線
140:斜面
160:圖案
162:邊界線
162a:邊界線
162b:邊界線
170:2D塊
180:2D圖案
182:邊界線
184:點
190:支承板
220:光學系統
240:拍攝元件
260:電路基板
262:黏合劑
280:連接器
310:圖卡支承部
312:圖卡光源
320:中繼透鏡
340:相機支承部
360:相機調整機構
380:相機固定部
400:控制部
410:CPU
420:RAM
430:儲存裝置
440:I/O埠
450:輸入部
460:顯示部
914:斜面
916:圖案
B
1-B
512:焦點位置
CI:影像
ER:評價區域
L:距離
S100:步驟
S200:步驟
S300:步驟
S310:步驟
S320:步驟
S330:步驟
S340:步驟
S350:步驟
S360:步驟
S370:步驟
S400:步驟
S520:步驟
S540:步驟
S600:步驟
x:方向
y:方向
z:方向
α:傾斜角度
θ
X:傾斜角度
θ
Y:傾斜角度
θ
Z:傾斜角度
圖1是示出本發明的第一實施方式所關於的測試圖卡的立體圖。
圖2A是示出本發明的第一實施方式所關於的測試圖卡的俯視圖。
圖2B是由相機拍攝本發明的第1實施方式所關於的測試圖卡而得的影像的放大圖。
圖3是示出本發明的第1實施方式所關於的相機製造裝置的概要構成圖。
圖4是示出配置在相機製造裝置中的相機的概要構成圖。
圖5是示出本發明的第一實施方式所關於的控制部的方塊圖。
圖6是示出本發明的第1實施方式所關於的相機的製造方法的流程圖。
圖7是拍攝測試圖卡時的影像。
圖8A將測試圖卡中的一個圖案放大而得的圖。
圖8B是示出評價區域的影像。
圖9是示出第1實施方式中的亮度相對於校正像素數的對應關係的圖。
圖10是對各評價區域中的插補曲線進行頻率解析的圖。
圖11是示出峰值空間頻率相對於邊界線的位置的對應關係的圖。
圖12A是示出本發明的第一實施方式的變形例所關於的測試圖卡的立體圖。
圖12B是示出本發明的第一實施方式的變形例所關於的測試圖卡的俯視圖。
圖13是示出本發明的第二實施方式所關於的測試圖卡的立體圖。
圖14是示出本發明的第二實施方式所關於的測試圖卡的俯視圖。
圖15是示出本發明的第二實施方式的變形例所關於的測試圖卡的立體圖。
圖16是示出本發明的第二實施方式的變形例所關於的測試圖卡的俯視圖。
圖17是示出本發明的第三實施方式所關於的測試圖卡的立體圖。
圖18是示出本發明的第三實施方式所關於的測試圖卡的俯視圖。
圖19是示出本發明的第四實施方式所關於的測試圖卡的立體圖。
圖20是示出本發明的第四實施方式的變形例4-1所關於的測試圖卡的立體圖。
圖21是示出本發明的第四實施方式的變形例4-2所關於的測試圖卡的立體圖。
圖22A是示出比較例所關於的測試圖卡的立體圖。
圖22B是由相機拍攝比較例所關於的測試圖卡而得的影像的放大圖。
圖23是示出比較例中的亮度相對於像素數的對應關係的圖。
10:測試圖卡
110:3D塊
120:頂點
140:斜面
160:圖案
162:邊界線
162a:邊界線
162b:邊界線
190:支承板
B111:焦點位置
L:距離
x:方向
y:方向
z:方向
Claims (18)
- 一種測試圖卡,其調整具有光學系統和拍攝元件的相機, 所述測試圖卡具備至少一個斜面, 所述斜面具有至少一個邊界線,所述邊界線形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀地延伸, 所述斜面配置為,相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且在所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行。
- 如請求項1所述的測試圖卡,其中, 所述測試圖卡配置為,在所述相機進行拍攝時,所述邊界線相對於所述拍攝元件的像素排列方向的偏移大於僅由所述光學系統的畸變像差引起的偏移。
- 如請求項1或2所述的測試圖卡,其中, 所述斜面具有多條邊界線。
- 如請求項1-3中任一項所述的測試圖卡,其中, 具備設置在規定高度的頂點, 所述斜面以夾著所述頂點朝向相反的傾斜方向傾斜的方式設置有多個。
- 如請求項1-4中任一項所述的測試圖卡,其中, 具備設置在規定高度的多條稜線, 所述斜面以夾著所述多條稜線中的每一條朝向相反的傾斜方向傾斜的方式設置有多個, 所述多條稜線以所述光學系統的光軸為中心配置成放射狀。
- 一種測試圖卡,其對相機進行調整,所述測試圖卡具有: 設置在規定高度的頂點;以及 夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的多個斜面, 所述多個斜面分別具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案。
- 如請求項6所述的測試圖卡,其中, 所述測試圖卡具備外側塊,其配置在遠離所述相機的視場的中央的位置,具有所述頂點和所述斜面, 所述外側塊的所述頂點設置在偏向所述中央側的位置, 所述測試圖卡配置為,當所述相機進行拍攝時,所述頂點位於該外側塊的中心。
- 一種測試圖卡,其對相機進行調整, 所述測試圖卡具備外側塊,其配置在遠離所述相機的視場的中央的位置, 所述外側塊具有:在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點;以及夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的多個斜面, 所述測試圖卡配置為,當所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心。
- 如請求項1-8中任一項所述的測試圖卡,其中,所述測試圖卡具備: 三維塊,其具有所述斜面;以及 二維塊,其具有與所述相機的光軸正交地配置的二維圖案。
- 一種相機製造裝置,具有: 圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡; 相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分; 影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及 相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置, 所述圖卡支承部構成為: 支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線,並且 以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,支承所述測試圖卡, 所述影像解析部根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
- 一種相機製造裝置,具有: 圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡; 相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分; 影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及 相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置, 所述圖卡支承部構成為:支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具有設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,所述斜面具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案, 所述影像解析部根據所述多個圖案的檢測結果的相關性來檢測所述焦點位置。
- 一種相機製造裝置,具有: 圖卡支承部,其支承規定的測試圖卡; 相機支承部,其在能夠拍攝所述測試圖卡的位置支承具有光學系統和拍攝元件的相機的至少一部分; 影像解析部,其對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置;以及 相機調整機構,其根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置, 所述圖卡支承部構成為: 支承作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備配置在遠離所述相機的視場的中央的位置的外側塊,所述外側塊具有在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,並且, 以所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心的方式支承所述測試圖卡, 所述影像解析部根據所述外側塊的檢測結果來檢測所述焦點位置。
- 一種相機的製造方法,包括: 準備規定的測試圖卡的步驟; 使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟; 對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及 根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟, 在準備所述測試圖卡的步驟中, 準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線, 以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,配置所述測試圖卡, 在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
- 如請求項13所述的相機的製造方法,其中, 對所述影像進行解析的步驟包括: 在沿著所述邊界線的延伸方向而位置不同的多個評價區域中進行包含以下步驟的一系列步驟的步驟,即: 在所述測試圖卡的影像內選擇與所述邊界線相交的包含多個像素的評價區域的步驟;以及 在所述評價區域內的各像素中,取得所述像素的顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的指標值相對於校正像素數的對應關係的步驟,其中,所述校正像素數是從透過所述評價區域的角部並與所述邊界線平行的基準線起算的校正像素數, 在所述多個評價區域中,將所述指標值相對於所述校正像素數的變化最陡的評價區域內的位置檢測為所述焦點位置的步驟。
- 一種相機的製造方法,包括: 準備規定的測試圖卡的步驟; 使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟; 對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及 根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟, 在準備所述測試圖卡的步驟中,準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具有設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面,所述斜面具有從所述頂點側沿著各不相同的傾斜方向連續延伸的多個圖案, 在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述多個圖案的檢測結果的相關性來檢測所述焦點位置。
- 一種相機的製造方法,包括: 準備規定的測試圖卡的步驟; 使用具有光學系統和拍攝元件的相機,拍攝所述測試圖卡的步驟; 對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的步驟;以及 根據所述相機的所述焦點位置,調整所述光學系統與所述拍攝元件的相對位置的步驟, 在準備所述測試圖卡的步驟中, 準備作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備配置在遠離所述相機的視場的中央的位置上的外側塊,所述外側塊具有在偏向所述中央側的位置處設置在規定高度的頂點和夾著所述頂點向相反的傾斜方向傾斜的斜面, 以所述相機進行拍攝時,所述頂點位於所述外側塊的中心的方式配置所述測試圖卡, 在對所述影像進行解析的步驟中,根據所述外側塊的檢測結果來檢測所述焦點位置。
- 一種焦點檢測程序,所述焦點記錄程序使計算機執行以下流程: 使用具有光學系統和拍攝元件的相機,取得規定的測試圖卡的影像的流程;以及 對拍攝所述測試圖卡而得的影像進行解析,檢測所述相機的焦點位置的流程, 在取得所述影像的流程中, 使用作為所述測試圖卡的以下圖卡,即:該圖卡具備至少一個斜面,所述斜面具有形成顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的邊界、並沿著該斜面的傾斜方向直線狀延伸的至少一個邊界線, 在以以下方式配置所述測試圖卡的狀態下,取得所述測試圖卡的所述影像,即:以所述斜面相對於所述光學系統的光軸傾斜,並且當所述相機進行拍攝時,所述邊界線與所述拍攝元件的像素排列方向不平行的方式,配置所述測試圖卡, 在對所述影像進行解析的流程中,根據所述邊界線的檢測結果來檢測所述焦點位置。
- 如請求項17所述的焦點檢測程序,其中, 在對所述影像進行解析的流程中,使計算機執行以下流程: 在沿著所述邊界線的延伸方向而位置不同的多個評價區域中進行包含以下流程的一系列流程的流程,即: 在所述測試圖卡的影像內選擇與所述邊界線相交的包含多個像素的評價區域的流程;以及 在所述評價區域內的各像素中,取得所述像素的顏色、濃淡以及亮度中的至少某一個的指標值相對於校正像素數的對應關係的流程,其中,所述校正像素數是從透過所述評價區域的角部並與所述邊界線平行的基準線起算的校正像素數, 在所述多個評價區域中,將所述指標值相對於所述校正像素數的變化最陡的評價區域內的位置檢測為所述焦點位置的流程。
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